科研产出
基于Faster R-CNN的美国白蛾图像识别模型研究
《环境昆虫学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：昆虫监测中美国白蛾Hyphantria Cunea的人工辨识、分类费时费力,且主观性强。本文利用RPN人工神经网络模型对美国白蛾图像数据进行特征提取,并对比分析Inceptionv2、ResNet50、ResNet101网络模型,设计了一种改进的美国白蛾人工神经网络识别模型IHCDM（Improved Hyphantria cunea Artificial Neural Network Recognition Model,IHCDM）,采用端到端方法在GPU处理器上对该模型进行了训练,并对其进行了实验验证。结果表明:该模型对美国白蛾的识别准确率可达99.5%,相比于ResNet50与ResNet101网络模型,识别准确率提高了0.5%与0.4%。超参数微调后,在置信度阈值为0.85时,识别准确率99.7%,识别速度0.09 ms/张。IHCDM模型为美国白蛾的快速辨识、分类提供了一种新方法。
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面向农业科研办公的垂直搜索引擎研究与设计
《西南师范大学学报(自然科学版) 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：在农业科研办公过程中,科研人员进行信息检索的频率高,信息需求精度高,但传统的综合性搜索引擎检索农业实用技术、政策法规、专题数据等方向性比较强的农业信息,通常返回结果数据量庞大、主旨范围宽泛,导致内容不精准、搜索面太广,筛选结果专业性不足;且现阶段主流的农业领域的垂直搜索引擎的搜索策略主要建立在传统的文本检索上,在自身领域数据量有限的情况下,搜索结果查全率不高,且搜索结果没有排序依据(大多仅仅按信息发生时间为排序依据).本文对农业互联网信息搜索引擎进行了研究,通过对各级农业管理部门网站、农业科研院所网站、农业新闻网站、农业商业网站等数据源的模块进行定位,通过爬虫进行数据更新检测与定时抓取,从数据源上有效减少不相关信息;基于数百个互联网数据源农业相关模块的信息抽取,采用word2vec和本文提出的基于文本特征表达的doc2vec,分别创建农业词向量、文档向量空间,用来应对搜索关键词为无序词组和有序语句的搜索场景,确保垂直搜索的智能和返回结果的准确.经过实验验证,本文提出的doc2vec+tf-idf搜索算法能够在有序搜索中达到较高的准确率,结合word2vec进行的无序搜索,有针对地进行语义搜索,可以进一步提高搜索引擎的查准率,满足日益增长的对农业领域信息搜索的高效高质的需求.
关键词： 农业信息搜索引擎 语义相似度 word2vec doc2vec tf-idf 文本智能搜索
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青贮玉米适收期淀粉、干物质含量和果穗鲜质量占比关系研究
《华北农学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：青贮玉米的产量和品质与收获期密切相关,探究并明确优质青贮玉米品种在适收期(籽粒乳线位置1/2时)的淀粉、干物质含量和果穗鲜质量占比等指标,为青贮玉米生产适期收获和优质高产品种选择提供重要参考和依据.试验于2018-2019年在北京市农林科学院通州试验基地进行,累计选用40个优质专用型和粮饲兼用型青贮玉米品种,在籽粒乳线位置1/2时取样,各小区分别取5株,称取全株各器官茎、叶、鞘、果穗(不带苞叶)、苞叶、穗轴和籽粒的鲜质量;将玉米全株和籽粒105℃下杀青30 min后,60℃烘干至恒质量,称取干质量后磨样测全株淀粉含量.结果表明:籽粒乳线位置1/2时,参试青贮玉米品种的果穗鲜质量(不带苞叶)与全株鲜质量的比例(全文简称果穗鲜质量占比)、籽粒鲜质量与全株鲜质量的比例(全文简称籽粒鲜质量占比)、籽粒干质量与全株干质量的比例(全文简称籽粒干质量占比)在不同青贮类型和品种间均存在显著差异.参试品种果穗鲜质量占比平均为30.2%(变幅25.5% ~35.7%),籽粒鲜质量占比平均为20.9%(变幅16.2% ~26.4%),籽粒干质量占比平均为41.1%(变幅33.6% ~48.0%).粮饲兼用型玉米品种的果穗鲜质量、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比分别较青贮专用型品种高1.5,3.8,5.6百分点.参试品种的全株含水率平均为68.8%,变幅63.1% ~73.6%,其中专用型青贮玉米品种平均为70.1%,粮饲兼用型玉米品种平均为67.3%;参试品种的籽粒含水率平均为39.0%,变幅35.4% ~43.6%,其中专用型青贮玉米品种平均为39.6%,粮饲兼用型玉米品种平均为38.3%.两类青贮玉米品种的全株含水率和籽粒含水率相当.参试品种的全株淀粉含量平均为30.9%(变幅25.3%~35.6%),其中专用型青贮品种中京科青贮368淀粉含量(32.9%)最高、大京九23(25.3%)最低;粮饲兼用型品种中以京科968(35.6%)和京农科728(35.6%)最高,MC859(28.3%)最低.不同类型青贮品种间,专用型青贮品种全株淀粉含量平均为29.6%,较粮饲兼用型品种(32.5%)低2.9百分点.籽粒乳线位置1/2时,参试青贮玉米品种平均全株含水率和籽粒含水率分别为68.8%,39.0%,平均全株淀粉含量为30.9%;平均果穗鲜质量占比、籽粒鲜质量占比和籽粒干质量占比分别为30.2%,20.9%,41.1%.为此,提出在适收期内专用型/粮饲兼用型青贮玉米品种的果穗鲜质量占比≥30%(籽粒鲜质量占比≥20%、籽粒干质量占比≥40%),此时青贮玉米干物质含量≥30%、淀粉含量≥30%,果穗鲜质量占比可以作为青贮玉米品质的简捷评价指标.
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EBR处理对甜樱桃果实褐变及相关酶基因表达的影响
《华北农学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：为了研究不同浓度2,4-表油菜素内酯(EBR)处理下多酚氧化酶(Polyphenoloxidase,PPO)、过氧化物酶(Phenylalanine ammonia,POD)、过氧化氢酶(Catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)基因与甜樱桃果实褐变的关系,以甜樱桃为试材,测定了果实贮藏期间的褐变指数、相关酶活性以及其基因相对表达量的变化.结果表明,贮藏30 d后对照组的甜樱桃果实褐变指数显著高于EBR处理组,对照组果实褐变情况比较严重.对照组的PPO、POD活性在整个贮藏过程中一直高于EBR处理组;EBR处理组的CAT、SOD活性在贮藏15 d后一直高于对照组.对照组的PPO、POD基因相对表达量在贮藏过程中显著高于EBR处理组;EBR处理组的CAT、SOD基因相对表达量在贮藏30天后显著高于对照组.PPO、POD、CAT、SOD基因表达量的变化趋势基本与PPO、POD、CAT、SOD的活性及果实褐变指数一致.上述结果表明,EBR处理组可以抑制PPO、POD基因的相对表达,降低PPO、POD活性;促进CAT、SOD基因的相对表达,提高CAT、SOD活性,尤以5μmol/L处理效果显著,可以较好地保持甜樱桃果实的品质及风味.
关键词： 甜樱桃 2,4-表油菜素内酯 褐变 酶活性 基因表达
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水田风送施肥参数检测试验台设计与试验
《农业机械学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：水田侧深施肥田间试验受插秧作业季短、作业性能不稳定等多种因素影响,而传统室内土槽无法进行风送式水田施肥试验,设计了一种可进行风送水田施肥排肥参数检测的试验台.试验台主要由机械部分、测控部分、风送排肥部分和软件部分组成.综合采用自动控制技术、多传感器技术和液压传动技术模拟水田工况,实现风送排肥过程中风压、风速等参数实时采集和显示,可灵活控制排肥轮转速和转停频率.试验台性能验证试验表明,试验台行进速度可在0~1.62 m/s内调节,误差1.5%;输肥气流速度在0~30 m/s之间,满足风送排肥需求;排肥系统最大排肥变异系数为5.79%,施肥效果良好.对该试验台进行侧深施肥系统测试,结果表明,对施肥均匀性变异系数的影响因素由大到小依次为:排肥轮转速、台车前进速度、风机风速.试验台能够在实验室环境进行风送式水田施肥机构参数检测,缩短了水田风送施肥关键部件的研发周期,为实现水田施肥智能控制打下基础.
关键词： 水田土槽试验台 风送水田施肥 排肥参数 施肥均匀性 施肥稳定性
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退耕还湿后不同植物群系土壤溶解性有机质的荧光光谱特征
《光谱学与光谱分析 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：三维荧光光谱荧光峰位置和荧光强度可表征荧光物质的类型和浓度,被广泛应用于溶解性有机质(DOM)性质的研究中.为探讨退耕还湿后不同植物群系条件下的土壤特征,指导退耕还湿工作,本研究通过采集榆树、松江柳、猪毛蒿、芦苇、灰脉薹草、香蒲6种典型植物群系的表层土壤,应用三维荧光光谱-平行因子分析法,测定土壤DOM的荧光光谱,分析6种植物群系土壤中DOM的来源和组成.结合土壤理化指标,进一步分析土壤DOM有机组分的影响因素.结果表明:6种植被类型土壤的腐殖化指数(HIX)差异不大,其中湿生芦苇群系土壤腐殖化程度显著高于旱生猪毛蒿群系.土壤DOM的荧光指数(FI370)均介于陆生源特征值(1.4)和自生源特征值(1.9)之间,说明其来源既由微生物活动产生,也有植物凋落物及根系分泌物的输入.灰脉薹草群系和香蒲群系土壤的FI370和生物指数(BIX)相对较高,表明两者具有相对较强的自生源特征,而芦苇群系和猪毛蒿群系的陆生源特征相对较高.6种植物群系土壤DOM中共识别出3个有机组分:类富里酸组分(C1)、类胡敏酸组分(C2)和类蛋白组分(C3).芦苇群系土壤DOM相对浓度较高,其次为香蒲群系,灰脉薹草群系相对较低.除芦苇群系外,C3组分在各植物群系土壤中均占有相对较高的比例,其次为C1,C2相对较低,反映出表层土壤DOM中小分子物质相对丰富,腐殖化程度不高.不同植物群系土壤pH值差异不显著,旱生环境具有较高的土壤容重,而湿生环境土壤含水量和阳离子交换量较高.木本植物群系土壤总有机碳、总氮、总磷、总钾含量均高于草本植物群系.土壤容重、含水量及阳离子交换量可显著影响土壤DOM有机组分结构.因此,退耕还湿过程中增加湿生草本植物面积可在一定程度上提高土壤腐殖化程度.
关键词： 三维荧光光谱 土壤溶解性有机质 植物群系 退耕还湿
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多结构参数集成学习的设施黄瓜病害智能诊断
《农业工程学报 》 2020 EI 北大核心 CSCD
摘要：单一特征已不能很好的描述作物病害典型特征,而生长环境参数(土壤温湿度、pH值、空气温湿度等)与病害密切相关,多结构数据学习向量化与特征最优组合能够有效提升病害诊断准确性.该研究以黄瓜白粉病、角斑病、炭疽病、菌核病4种病害50个样本为实例,融合结构化作物生长环境参数与非结构化图像特征,通过智能化物联网,对实时采集到的环境参数进行监测、分析,并将其与图像特征融合,构建多结构病害特征最优组合模型.试验结果表明,样本识别率在79.4%~93.6%,对比卷积神经网络图像识别识别率,卷积神经网络由于需要对病害图像数据进行降维,后台识别时间较高;深度迁移学习的图像识别方法,需要大量图像数据输入深度网络学习,而现实中病害图像数量不足以满足深度学习要求,因此识别率会因为样本不充分而降低;该方法借助少量图像数据,同时结合环境与专家知识资源,采用多结构参数集成学习的方法进行病害识别,在较少识别时间的基础上确保识别的准确性.
关键词： 图像识别 智能系统 病害 多结构参数 学习向量化 智能诊断
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基于多维组合特征的北京密云区乡村休闲功能评价
《山地学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：发展乡村休闲产业是新时代振兴乡村的有效途径.以北京典型山区密云区为例,结合基础地理信息、兴趣点等多源数据,从交通区位、资源禀赋和服务设施配置三个维度评价村域尺度的乡村休闲功能,并利用三维魔方法划分休闲功能发展类型.结果表明:(1)密云区交通区位、资源禀赋和服务设施配置水平空间分异明显.交通区位指数以古北口、高岭、太师屯、巨各庄、穆家峪、十里堡、河南寨等镇为中心沿东西方向表现出高(中高)—中低—低的衰减态势;资源禀赋水平呈现山区>平原的分布特征;服务设施配置水平总体偏低.三者综合作用下,密云区中部以及密云水库东北部乡镇所辖村庄的休闲功能发展领先.(2)基于主导要素类型及数量,密云区可分为交通资源主导、资源服务主导、交通主导、资源主导等7种休闲发展类型.建议按照农旅融合、周边景区依托、城郊观光休闲等措施,因地制宜地促进各类型区休闲功能良性发展和空间格局优化.研究结果将为地方产业规划编制及振兴政策制定提供参考.
关键词： 乡村休闲功能 乡村振兴 兴趣点数据 三维魔方法 密云区
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